柔性机械臂振动控制系统的实验研究

本文为避开柔性机械臂传统建模的繁锁性及精确性的要求，研究柔性机械臂振动的控制规律，对并置式ＰＩＤ控制的柔性机械臂进行了系统的实验研究，包括电机轴驱动力矩和梁末端加速度响应的检测，调整系统的控制增益或运动参数，可实现柔性机械臂振动的有效抑制，通过一系列的实验研究，揭示了柔性臂振动控制规律－力相位制律，为柔性机械臂振动控制及其控制器的设计指明了方向，本实验研究亦可验证理论模型。     

基于SIMULINK的阀控非对称液压缸系统的研究

建立伺服阀控制非对称液压缸系统的数学模型,利用MATLAB软件中的SIMULINK模块库对该系统进行仿真分析研究。设计PID控制器,通过引入PID闭环位置控制,使该系统在任意外界信号的作用下都能够保持良好的跟随性,从而提高系统的控制性能。     

管柱移运机械臂液压系统仿真

管柱移运机械臂是新型不压井作业装置系统中的一部分,其作用是将水平管柱起升至垂直位置或其逆过程.针对机械臂液压系统的性能要求,对大臂起升过程进行分析并将其简化为阀控非对称缸和定量泵-溢流阀等液压单元,建立系统结构模型.基于AMESim软件搭建大臂起升系统的仿真模型并进行变参数仿真试验.对试验结果进行分析,从而掌握液压系统的动态特性及系统参数随时间的变化情况,为系统的优化及实际液压系统的搭建提供了理论支持.     

排爆机械臂虚拟样机运动控制的仿真研究

国内外反恐形势日趋严峻,各国积极推进排爆机器人开发。针对排爆机器人机械臂的轨迹跟踪问题,展开控制模型仿真研究,使用MATLAB和ADAMS软件实现机械臂的虚拟样机建模、控制系统设计与系统仿真,将常规PID与模糊PID分别应用于联合仿真系统的设计。阶跃响应曲线显示,相对于常规PID,模糊PID减少了25.2%的超调量;正弦轨迹跟踪曲线显示,相对于常规PID,模糊PID减少了13.8%的超调量,响应时间缩短了22.8%。仿真研究显示,模糊PID模型拥有更快的响应速度及更优的轨迹跟踪质量,更适合作为排爆机械臂的控制方式。     

液压挖掘臂关节伺服系统非线性动态特征研究

为有效分析挖掘臂关节伺服控制系统,提高控制精度,通过机理建模分析了系统存在的非线性特性——比例阀死区、阀控非对称液压缸动态特性不对称特性、液压缸非线性摩擦力、非线性液压弹簧力及挖掘臂关节非线性动力学。通过实验验证了系统中各项非线性特性对其控制性能的影响。结果表明,以上几种非线性特性对系统动态响应均存在不利影响。     

基于混合驱动多关节机械臂控制系统的建模与仿真研究

为了探讨机械臂的混合驱动的可能性与优势,将电动缸和液压缸这两种驱动方式相结合,设计了一种伺服电动缸和电液比例阀控液压缸混合驱动的机械臂。以机械臂末端轨迹控制为目标,搭建了相应的控制系统。基于Matlab的Simulink与AMESim软件的联合,建立了该控制系统的仿真模型。仿真分析了该混合驱动机械臂的末端轨迹的可控性与特点,为开发实用的混合驱动机械臂提供了理论依据。     

液压柔性机械臂的动力学建模及鲁棒控制研究

将柔性机械臂视为Euler Bernoulli梁模型 ,其动力学特性以假设模态法描述 ,并充分考虑柔性臂与液压驱动系统 (液压回路、液压缸和液压伺服阀 )的动力耦合作用 ,推导出液压柔性机械臂的动力学方程。在此基础上 ,提出同时控制刚体运动及弹性振动的鲁棒控制器设计方法。数字仿真结果表明了控制器的镇定性和鲁棒性     

机械臂的设计及其动力学仿真

所研究的机械臂是工业生产线上负责传送物料的装置，它是一种集机械、自动控制和液压传动为一体的机械系统。作者阐述了机械臂这类受控机械系统动力学计算的基本原理，运用机械系统动力学仿真软件ADAMS，建立了机械臂的机械与液压相互耦合及机械与控制相互耦合的动力学模型，获得了机械臂工作时各参数随时间的变化规律，对液压和控制子系统的动力学特性进行了计算和分析。     

基于自适应阻抗控制的大负载液压机械臂柔顺控制

针对大负载液压机械臂的柔顺作业问题,提出了一种自适应阻抗控制算法进行机械臂柔顺控制。算法根据六维力传感器测量的接触力信息和机械臂末端位置信息,对环境刚度和环境位置实时估计。根据环境刚度和环境位置的估计值,对机械臂的参考轨迹进行修正,实现自适应阻抗控制,以达到更佳的力控效果。开展了液压机械臂管道搬运实验,进行自适应控制算法性能验证。结果表明,相较于传统的阻抗控制算法,机械臂采用自适应阻抗控制算法能够获得更好的力控性和柔顺性。     

液压凿岩机器人机械臂轨迹规划研究

针对液压凿岩机器人机械臂的轨迹规划问题,提出一种液压系统与机械臂轨迹优化相结合的全局功率匹配方法.构建机械臂运动学位姿模型,在关节坐标系内基于三次多项式、五次多项式和带抛物线过渡的线性插值函数等寻优算法进行机械臂轨迹规划.搭建机械臂液压系统运动轨迹跟踪仿真模型,获取仿真环境下多液压缸协同控制的运动规律,根据不同轨迹曲线...     

基于FPGA的模糊控制自动垂直泊车系统设计

设计了一种基于FPGA的模糊控制自动垂直泊车系统,结合垂直泊车的实际情况、自动泊车系统的组成搭建了基于FPGA的PID模糊控制自动垂直泊车系统的硬件结构,采用超声波传感器采集周围环境数据,应用 PID模糊控制器对采集的信息进行分析处理.经测试,设计的系统在模型车航向角-34°~34°内,能够实现自主无碰撞泊车,达到了预期效果.     

模糊自适应PID在高空模拟舱中压力控制的应用研究

针对高空环境模拟舱压力控制系统变参数、强干扰、大惯性、强耦合等特点,将模糊控制与自适应PID控制结合起来,设计了模糊自适应PID控制器。利用模糊推理方法实现对PID参数的在线自整定,进一步完善PID控制器的性能,提高系统的控制精度。仿真结果表明该方法的控制效果优于常规的PID控制,并消除了模糊控制稳态误差较大的缺点,具有响应时间短、控制精度高、稳定性好等优点,有较好的工程应用前景。     

范数最优控制理论在植树挖坑机钻头主轴纵向振动系统中的应用

首先利用弹性动力学理论和Hamilton变分原理建立了植树挖坑机钻头主轴及钻尖在进给过程中钻尖与土壤互相作用而产生纵向振动的动力学模型,同时给出边界条件和初始条件。其次通过把系统阻尼函数当作控制变量,利用算子半群理论和Banach空间几何方法,以“范数最小”来证明系统最优控制的存在性和唯一性,为有效地预测和控制钻头的运动规律,改善钻头主轴的动力学特性,提高钻头工作效率及改进设计方法提供了新的理论依据。     

基于电液比例位置系统的模糊自整定PID控制器

针对FESTO TP701电液比例实验台的比例阀控活塞位置控制系统进行了建模仿真,设计了模糊自整定PID参数控制器。运用基于MATLAB中的模糊工具箱和simulink进行仿真研究,结果表明控制器结构简单,系统实时性和稳态精度都得到改善。     

阀控不对称液压缸系统改进控制策略研究

非对称液压缸具有占据空间小、制造简单且成本低廉等优点,在液压系统中应用极为广泛。但是,在液压伺服系统中,特别是在采用零开口伺服阀控制的阀控缸系统中,由于非对称液压缸活塞两侧的承压面积不同,当伺服阀阀芯在零开口附近做振荡时,液压缸两腔交替供油,活塞运动方向发生交替变化,此时液压缸两腔会产生压力突跳,产生系统振荡及爆振现象,严重时导致管道破裂等情况发生,不仅影响系统的稳定性,使系统无法正常工作,甚至导致液压系统及主机结构破坏。该问题在采用液压系统计算机仿真设计时很容易被忽略,造成设计失败。分析一个实际零开口对称伺服阀控不对称液压缸的液压系统设计案例,对对称阀控制不对称液压缸进行了不相容性分析,明确系统产生"爆振"的原因,以及提出该设计失败后的改进方案。     

基于DSP的泵控液压缸变频调速系统

变频泵控调速系统通过改变输入供电频率来改变电机的转速,从而改变定量泵的排量,实现对液压缸的速度调节.相比于传统的阀控调速系统,无节流损失,效率高,结构简单,精度高,适用于对精度要求高的大惯量液压提升机械.本文利用智能IPM模块及DSP控制器搭建1套基于DSP的泵控液压缸调速系统平台,通过DSP输出SVPWM波控制IPM...     

基于MATLAB/Simulink的数字缸模糊PID复合控制研究

设计了模糊PID（Proportion Integration Differentiation）控制器,在给定参数下利用MATLAB/Simulink对数字缸系统性能进行仿真分析,得到了不同输入信号下系统的响应特性.仿真结果表明：采用模糊PID控制比普通PID控制改善了数字缸系统动态性能,减小了超调量,提高了响应速度.     

基于AMESim的潜孔钻机行走液压系统建模与仿真分析

研究潜孔钻机行走液压系统的结构组成及其工作原理,建立了基于AMESim的行走液压系统仿真模型,对3种典型工况进行了仿真分析,并利用试验验证了仿真模型的正确性。研究工作为潜孔钻机行走液压系统的性能评估和优化设计提供了新思路。     

基于高速开关电磁阀与PLC监控的数控夹具压力控制系统研究

介绍一种基于高速开关电磁阀的数控夹具压力控制系统的设计原理和实现方法。通过PLC的脉宽调制 (PWM)功能,调节通过高速开关电磁阀的流量,实现对系统压力的控制。为了使系统的压力在加压或出现扰动时能够迅速回到预定值,引进了PLC的PID调节功能。还详细叙述了PLC程序的结构和设计要点。     

基于模糊PID位置控制的气伺服系统

为了提高太阳电池移载机械手的控制精度,减少超调量,针对常规PID控制器参数整定不良,性能欠佳的问题,结合模糊控制技术,设计了一种模糊PID控制器,制定了模糊控制规则,并建立了控制规则表与隶属度函数。最后,运用Matlab进行了仿真,仿真结果表明：该模糊自整定控制器既具有控制精度高、超调量小的优点,又具有模糊控制速度快、适应性强的特点,实现了PID控制器参数的在线调整,使被控对象具有良好的动、静态特性。